2020 Fiscal Year Research-status Report
神経毒性蛋白排出障害による神経変性機序の解明と新規排出促進の理論基盤の確立
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20K09398
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
中島 円 順天堂大学, 医学部, 准教授 (50317450)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮嶋 雅一 順天堂大学, 医学部, 教授 (60200177)
新井 一 順天堂大学, 医学部, 教授 (70167229)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 家族性水頭症 / 脳脊髄液 / 脈絡叢上衣細胞 / プロテインチロシンホスファターゼ / バイオマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢に伴い増加する認知症発症の原因として，神経活動により産出される有害物質が髄液の停滞とともに脳内に蓄積される“脳老廃物排泄障害”が注目されている．髄液及び脳からの不要な代謝産物の排泄には，グリア細胞に囲まれた血管周囲腔および脳室壁，脈絡叢の働きが強く関与すると考えられている．本研究では，脈絡叢，脳室壁からの髄液の産生/吸収に伴う脳老廃物の排泄機構を明らかにし，治療へとつなげることを目的にし、基礎研究と臨床研究をつなぐトランスレーショナルスタディを行なった。DNA array法を用いて，代償性水頭症ラットの脳において発現が増加した遺伝子をスクリーニングし，抽出された遺伝子の中から中枢神経系において水の移動に重要な働きをしている遺伝子非受容体型プロテインチロシンホスファターゼ（Protein Tyrosine Phosphatase Non-Receptor Type 20, PTPN20）に着目し，ノックアウト（KO）マウスを作成し、成人交通性水頭症（正常圧水頭症）モデルを作成した．脳の切片を作成しPTPN20抗体とF-actinの蛍光2重免疫染色を行い，コントロール群（Wild Type）で8→16→48週齢と経時的に脳室変化を確認し，後天的に水頭症が発症することを病理学的に証明した．
一方、臨床研究では，高分子蛋白のクリアランス障害で誘導される神経変性疾患を鑑別するため，患者髄液中PTP Receptor type Q (PTPRQ)を測定し，症例数を確保し診断バイオマーカーとしての臨床応用を実現化した。PTPRQが脈絡叢上皮細胞および脳室壁の上衣細胞に発現することを突き止め，PTPRQが上衣細胞や脈絡叢表皮細胞ではアクチンの重合に関与し，脳室拡大と関連するバイオマーカーとなることをEuropean Journal of Neurology（2020年10月）に報告した.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
安定的な疾患モデルマウスが作成供給でき、8週齢→16週齢→24週齢→48週齢と野生型マウスとPTPN20ノックアウトマウスとの経時的な比較研究を行うことができ病態解析を推進することができた。一方で、コロナ禍で実験研究室への入室制限が長期間生じたため、認知行動実験など十分な時間をかけた検査の解析を行うことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は脈絡叢の能動輸送に関与するNKCC1の免疫染色、PTPN20が関連するアクチン重合異常を病理像としてとらえる。PTPN20ノックアウトマウスの脈絡叢にリン酸化に違いがあるかRT-PCRにて確認する。また行動実験より認知機能障害を証明する．疾患病態の特徴を捉え，剖検脳と比較し，疾患モデル及び慢性水頭症患者検体から脈絡叢，脳室上衣細胞からの脳内老廃物蛋白の排泄機能低下と認知機能低下が関連することを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2020年度ではコロナ禍で研究室の使用に制限がかかり、動物実験が予定通り行えなかった。
研究計画を加速して進行するため、実験動物の免疫染色のための試薬（消耗品）数の使用を増やす。また飼育数を増やすことで、遅れた実験計画を取り戻す予定である。
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